論文
フィジカルAI関連の最新論文を、日本語のひとことで。原題は英語です。
最新論文: 2021/2/1 ／ arXivを3時間ごとに自動収集
📖 UMIデバイス・カタログ(日本語版)UMI式データ収集デバイスと主要データセットを日本語で俯瞰 →- 論文クラウドIoT/レガシーロボットロボティクス
レガシーロボットをIndustry 4.0へ：クラウドIoTによる適応実験
非協調型ロボットアームに無線センサとクラウドIoTサービスを組み合わせ、環境と協調して動作できるよう改造する実験を行った。
原題: Adapting legacy robotic machinery to industry 4: a ciot experiment version 1 ／ Hadi Alasti
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
方策拡張による深層強化学習の高速収束のための探索戦略
帰納的行列補完を用いて未探索の状態行動ペアの価値を補完し、初期段階から高価値な行動を取れるようにする方策拡張アルゴリズムを提案し、深層強化学習の収束を高速化した。
原題: Policy Augmentation: An Exploration Strategy for Faster Convergence of Deep Reinforcement Learning Algorithms ／ Arash Mahyari
日本語で読む → - 論文UAV/UGV協調ロボティクス
地下環境におけるUAV/UGVチームの位置推定不確かさを考慮した探索計画
地下環境での捜索救助のため、UGVがUAVの位置推定と軌道計画を担うチーム構成で、信念空間を評価して位置推定誤差を抑えつつ探索経路を計画するアルゴリズムを提案し、シミュレーションで有効性を示した。
原題: Search Planning of a UAV/UGV Team with Localization Uncertainty in a Subterranean Environment ／ Matteo De Petrillo, Jared Beard, Yu Gu 他
日本語で読む → - 論文VIOロボティクス
動的環境における視覚慣性オドメトリの課題に対応するシミュレーションデータセットVIODE
動く物体を系統的に配置したシミュレーションUAVデータセットVIODEを構築し、最先端VIOの性能劣化を示すとともに、意味情報を用いた改善手法を提案した。
原題: VIODE: A Simulated Dataset to Address the Challenges of Visual-Inertial Odometry in Dynamic Environments ／ Koji Minoda, Fabian Schilling, Valentin Wüest 他
日本語で読む → - 論文逆運動学ロボティクス
モデル誤差に頑健な構造化予測によるCRiSP逆運動学学習
順運動学モデルが不正確でも、データ駆動学習と構造化予測を組み合わせて冗長ロボットアームの逆運動学を高精度に解き、関節制約を満たす手法を提案した。
原題: Structured Prediction for CRiSP Inverse Kinematics Learning with Misspecified Robot Models ／ Gian Maria Marconi, Raffaello Camoriano, Lorenzo Rosasco 他
日本語で読む → - 論文点群位置合わせロボティクス
PHASER: ロバストで対応点不要な大域的点群位置合わせ
フーリエ解析を利用し、対応点や特徴量抽出なしでマルチモーダルな点群を大域的に位置合わせする手法を提案。回転と並進を確率分布として推定し、100ms未満で平均2cm・0.5度の精度を実現した。
原題: PHASER: a Robust and Correspondence-free Global Pointcloud Registration ／ Lukas Bernreiter, Lionel Ott, Juan Nieto 他
日本語で読む → - 論文配管内ロボット/自己位置推定ロボティクス
配管内ロボットのためのパーティクルフィルタと多相運動制御によるスマートナビゲーション
配管内ロボットの自己位置推定にパーティクルフィルタを用い、直線路ではLQR/PID制御、非直線路では軌道生成で走行する無線通信不要のナビゲーション手法を提案した。
原題: Smart Navigation for In-pipe Robots with Multi-phase Motion Control and Particle Filter ／ Saber Kazeminasab, Vahid Janfaza, Moein Razavi 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
都市環境における小型UASの運動計画のためのメトリックマップ
小型UASの都市低空飛行計画向けに、地図ベースと経路ベースの運動計画品質指標を定義し、幾何・グラフ・サンプリング型プランナに適用してニューヨーク市街で評価した研究。
原題: Urban Metric Maps for Small Unmanned Aircraft Systems Motion Planning ／ Cosme A. Ochoa, Ella M. Atkins
日本語で読む → - 論文運動計画/強化学習ロボティクス
密集・動的環境におけるロボット運動計画のためのアドバンテージ付きアクター・クリティックアルゴリズム
連続行動空間での複雑な運動計画に適応させたアドバンテージ付きアクター・クリティック強化学習を提案し、密集・動的障害物環境で従来の価値ベースRLより高速かつ安定に収束し、成功率と到達時間を改善した。
原題: An advantage actor-critic algorithm for robotic motion planning in dense and dynamic scenarios ／ Chengmin Zhou, Bingding Huang, Pasi Fränti
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
投機的経路計画
A*探索の将来の状態展開をパターンから予測し、衝突判定を先回りして並列実行することで、探索順序と最適性を保ったまま経路計画を高速化した研究。
原題: Speculative Path Planning ／ Mohammad Bakhshalipour, Mohamad Qadri, Dominic Guri
日本語で読む → - 論文自動運転/強化学習ロボティクス
専門家デモンストレーションを活用した都市自動運転のための改良深層強化学習
強化学習と模倣学習を組み合わせ、専門家のデモンストレーションを優先経験再生で活用することで、都市交差点での縦方向車両制御を効率的かつ安全に学習する手法を提案した論文。
原題: Improved Deep Reinforcement Learning with Expert Demonstrations for Urban Autonomous Driving ／ Haochen Liu, Zhiyu Huang, Jingda Wu 他
日本語で読む → - 論文人間-ロボットインタラクションロボティクス
危険認識係数に基づく安全で効率的な人間-ロボットインタラクション
人間がロボットの存在を認識し安全確保に協力する意思を「危険認識係数」として定量化し、ベイズ学習で推定しながら人間の行動を予測して安全な計画を立てる手法を提案した。
原題: Toward Safe and Efficient Human-Robot Interaction via Behavior-Driven Danger Signaling ／ Mehdi Hosseinzadeh, Bruno Sinopoli, Aaron F. Bobick
日本語で読む → - 論文手術支援/ジェスチャー認識画像認識
ロボット手術におけるジェスチャー認識のレビュー
ロボット手術中の細かい手技ジェスチャーを自動認識する研究52件を、教師あり/なしなどの枠組みごとに整理し、課題と今後の方向性を示したレビュー論文。
原題: Gesture Recognition in Robotic Surgery: a Review ／ Beatrice van Amsterdam, Matthew J. Clarkson, Danail Stoyanov
日本語で読む → - 論文協調搬送ロボティクス
通信不要の分散ロボット網による柔軟物体の凝集搬送
ロボット間通信なしに局所的な力計測のみを用いて、柔軟物体を変形を抑えながら協調搬送する分散制御手法を提案し、離散時間実装の安定条件を導出、相対変形を85%削減できることを実験で示した。
原題: Communication-free Cohesive Flexible-Object Transport using Decentralized Robot Networks ／ Yoshua Gombo, Anuj Tiwari, Santosh Devasia
日本語で読む → - 論文マルチタスク知覚画像認識
魚眼サラウンドビューカメラ向けマルチタスク知覚ネットワーク
自動運転車の魚眼カメラ画像から深度・自己位置・セマンティック/モーションセグメンテーション・物体検出・レンズ汚れ検出を同時に行う共有エンコーダ型マルチタスクネットワークを提案し、単一タスクより高精度なことを示した。
原題: OmniDet: Surround View Cameras based Multi-task Visual Perception Network for Autonomous Driving ／ Varun Ravi Kumar, Senthil Yogamani, Hazem Rashed 他
日本語で読む → - 論文歩行ロボティクス
重心モデル予測歩容合成による二足歩行の高速オンラインプランニング
歩容ライブラリをオフライン構築し、重心ダイナミクスの予測に基づいて1kHzで実時間歩容を合成するMPC代替手法を提案し、8自由度二足ロボットで有効性を示した。
原題: Fast Online Planning for Bipedal Locomotion via Centroidal Model Predictive Gait Synthesis ／ Yijie Guo, Mingwei Zhang, Hao Dong 他
日本語で読む → - 論文最適化/群制御cs.CC
複数巡回セールスマン問題の包括的サーベイ：応用・手法・分類体系
複数巡回セールスマン問題（MTSP）の近年の研究を、古典的な車両・ロボットから無人航空機まで対象に、解法と応用分野を整理し、変種の分類体系を提案したサーベイ論文。
原題: A Comprehensive Survey on the Multiple Travelling Salesman Problem: Applications, Approaches and Taxonomy ／ Omar Cheikhrouhou, Ines Khoufi
日本語で読む → - 論文強化学習/歩行ロボティクス
CPG-ACTOR：強化学習による中枢パターン生成器の訓練
CPGをActor-CriticのActorとして直接組み込み、感覚フィードバックで振動子のダイナミクスを変形できる強化学習手法を提案し、単脚ホッピングで従来の6倍の報酬を達成した。
原題: CPG-ACTOR: Reinforcement Learning for Central Pattern Generators ／ Luigi Campanaro, Siddhant Gangapurwala, Daniele De Martini 他
日本語で読む → - 論文姿勢制御ロボティクス
小規模人体運動データ解析におけるモデルの重要性：ヒューマノイドとヒトの姿勢制御へのニューロロボティクス応用からの示唆
外乱推定・補償（DEC）パラメトリックモデルに基づき、CNNでヒトの姿勢制御をシステム同定する手法を提案。モジュール構造を活かし同一ネットワークで異なる自由度のパラメータを同定する。
原題: The Importance of Models in Data Analysis with Small Human Movement Datasets -- Inspirations from Neurorobotics Applied to Posture Control of Humanoids and Humans ／ Vittorio Lippi, Christoph Maurer, Thomas Mergner
日本語で読む → - 論文ベイズ深層学習/惑星着陸ロボティクス
自律着陸のためのベイズ深層学習による安全地帯セグメンテーション
ベイズ深層学習とセマンティックセグメンテーションを用いて、着陸候補地の安全性予測マップと不確実性マップを同時生成し、不確実なピクセルを除外することで信頼性の高い危険検出を実現した。
原題: Bayesian Deep Learning for Segmentation for Autonomous Safe Planetary Landing ／ Kento Tomita, Katherine A. Skinner, Koki Ho
日本語で読む → - 論文最適制御math.OC
純粋状態等式制約付き最適制御問題に対する効率的なリカッチ再帰法
純粋状態等式制約を混合状態・制御制約に変換し、リカッチ再帰で時間線形に解く手法を提案。四足歩行の全身最適制御で有効性を示した。
原題: Efficient Riccati recursion for optimal control problems with pure-state equality constraints ／ Sotaro Katayama, Toshiyuki Ohtsuka
日本語で読む → - 論文模倣学習ロボティクス
視線に基づく二重解像度の深層模倣学習による高精度な器用ロボット操作
人間の周辺視と中心視の二重解像度制御に着想を得て、注視点周辺の高解像度画像と周辺の低解像度画像を組み合わせた深層模倣学習により、汎用マニピュレータで針通しなどの高精度操作を実現し計算効率も改善した。
原題: Gaze-based dual resolution deep imitation learning for high-precision dexterous robot manipulation ／ Heecheol Kim, Yoshiyuki Ohmura, Yasuo Kuniyoshi
日本語で読む → - 論文テレプレゼンスロボティクス
没入型テレプレゼンスにおける一人称視点からの好ましく自然なロボット動作の定義
HMD越しにテレプレゼンスロボットに没入した人が、直線的な経路と滑らかな経路をどう好み・快適さ・自然さで評価するかを36人の被験者実験で調べた研究。
原題: Defining Preferred and Natural Robot Motions in Immersive Telepresence from a First-Person Perspective ／ Katherine J. Mimnaugh, Markku Suomalainen, Israel Becerra 他
日本語で読む → - 論文ソフトウェア工学ロボティクス
ロボットシステムのソフトウェア工学：体系的マッピング研究
ロボットシステムへのソフトウェア工学適用に関する50件の一次研究を体系的に分析し、適用領域・研究ギャップを整理したマッピング研究。
原題: Software Engineering for Robotic Systems:a systematic mapping study ／ Marcela G. dos Santos, Fabio Petrillo
日本語で読む → - 論文強化学習機械学習
PPOの勾配はなぜ裾が重いのか：ロバスト推定でクリッピングを置き換える
PPOの代理報酬の勾配が重裾分布になることを実証し、その原因が尤度比とアドバンテージにあると特定。3つのクリッピング手法を高次元ロバスト推定器GMOMで置き換え、MuJoCo連続制御で同等性能を達成した。
原題: On Proximal Policy Optimization's Heavy-tailed Gradients ／ Saurabh Garg, Joshua Zhanson, Emilio Parisotto 他
日本語で読む → - 論文マニピュレーションロボティクス
ケーブルで繋がれた2台のロボットの動作計画
ケーブルで連結された2台の平面ロボットについて、可視性グラフを用いて軌道計画を経路探索問題に帰着させ、A*探索で解く手法を提案した論文。
原題: Motion Planning for a Pair of Tethered Robots ／ Reza H. Teshnizi, Dylan A. Shell
日本語で読む → - 論文ナビゲーションロボティクス
可動障害物を押しのけて進むアフォーダンスベースの移動ロボットナビゲーション
障害物の可動性をアフォーダンスとして認識し、接触を許容する軌道最適化で押しのけながら目的地へ移動する枠組みを提案し、HSRで実機検証した。
原題: Affordance-Based Mobile Robot Navigation Among Movable Obstacles ／ Maozhen Wang, Rui Luo, Aykut Ozgun Onol 他
日本語で読む → - 論文経路計画ロボティクス
局所活用サンプリングによるロボット経路計画
近傍頂点のコスト改善に基づく最適化型サンプリングを提案し、探索偏重の従来手法より高速に最適解へ収束することを高次元ロボット計画タスクで示した論文。
原題: LES: Locally Exploitative Sampling for Robot Path Planning ／ Sagar Suhas Joshi, Seth Hutchinson, Panagiotis Tsiotras
日本語で読む → - 論文自動運転ロボティクス
自律走行ジーメンス路面電車
ジーメンスがInnoTrans 2018で公開実演した自律路面電車のシステム構成と性能をまとめた論文。
原題: The Autonomous Siemens Tram ／ Andrew W. Palmer, Albi Sema, Wolfram Martens 他
日本語で読む → - 論文LiDARオドメトリロボティクス
確率的軌道推定のためのLiDAR特徴量の教師なし学習
ガウス変分推論の枠組みで、移動ロボットの軌道推定と深層学習によるLiDAR特徴量・不確かさの学習を単一目的関数で統合し、正解データなしで学習する手法を提案した。
原題: Unsupervised Learning of Lidar Features for Use in a Probabilistic Trajectory Estimator ／ David J. Yoon, Haowei Zhang, Mona Gridseth 他
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